某公路长寿命沥青路面设计分析

满 冠 峰

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012)

某公路长寿命沥青路面设计分析

满 冠 峰

(山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030012)

介绍了长寿命路面的结构特性及其发展，结合长寿命沥青路面的设计理论、设计方法和经济指标，讨论了长寿命沥青路面的实施利用技术，总结了传统混凝土路面与长寿命沥青路面的结构形式及成本与效益之间的关系。

长寿命沥青路面结构，设计方法，经济指标

随着我省“十二五”规划的高速公路交通计划实施超过6 000 km的续航里程的目标，路面设计遵循因地制宜，合理选用，施工方便，有利于节约，保护投资的原则，以及与气象，水文，工程地质条件结合，道路建筑材料经销，沥青路面已经在高速公路上广泛使用。

加上交通量的快速增长，原有的沥青路面结构不能满足长期使用重车道、特重车道高速公路对沥青路面的要求。通过调查，总结经验和教训，对特重，特别是交通繁忙的路线，可通过加固结构避免因道路维护和维修带来的交通延误，同时大大提高其效率，从而推出使用设计寿命长达50年的沥青路面结构。

1 长寿命路面结构层配方

为了直观地理解在沿所述结构的表面的深度方向的路面层拉伸应变的变化，使该车轮的间隙在中心处的X，Y应变沿表面结构拉伸改变映射的深度方向(见图1)。图1显示了路面结构层的X，Y拉伸应变，除了在该层的变化上是不同的，它基本上是类似的趋势。沥青层基本上与第一压缩再拉，深度越深，就越有拉应变的沥青层的底部达到最大值，并且Y向大于X向的拉伸应变。

沥青路面设计时，Y向的沥青层底部张应变是控制不产生沥青面层裂缝的一个重要指标。内轮载到沥青层底拉应变的范围示于Y向三维分布(见图2)。

结合上述理论，并在法国，日本等发达国家，半刚性沥青路面的沥青厚层具有优异的性能，京津塘(北京—天津—塘沽)高速公路，广深(广州—深圳)高速公路一层厚厚的沥青路面结构也取得了良好的效果。因此，厚的沥青路面结构层+半刚性基层可以达到很长的使用寿命，作为长寿命沥青路面是可行的。在国外的半刚性沥青路面调查厚沥青层的沥青厚度通常为20 cm～30 cm，而半刚性基层为15 cm～50 cm，半软质和半硬质基底基板具有相同的性能，因此，半柔性的长寿命沥青层厚度的结构在15 cm～50 cm，长寿命沥青路面结构见表1。

表1 长寿命沥青路面拟定结构计算参数

采用路面结构BISAR310应力载荷的双圆均布荷载计算，按标准轴载100 kN，超载30%，50%和80%分别计算负荷计算点位于圆心下直到基层双底。根据规格的半刚性限制劈裂强度，应取0.45 MPa。

2 常规沥青混凝土路面结构层

路面厚度是使用特殊的程序APDS97来计算，采用多层弹性连续介质理论，均布荷载作用下的双圆，以设计的路面弯沉的整体刚度指标计算设计和沥青路面和半刚性的基础，检查底板的拉伸应力，结合各结构层结构的最小厚度进行适当的调整。

交通特别繁忙的特重车道路面结构如下：上层是由密级配4 cm AC-13 SBS改性沥青混凝土组成，中面层采用6 cm中粒式密级配AC-20沥青混凝土，下面层是12 cm ATB-30粗粒式沥青碎石，基层为38 cm水泥稳定碎石，最后为20 cm水泥稳定碎石基层+30 cm稳定碎石稳定土;交通繁忙的重车道路面结构如下：上层是由4 cm AC-13 SBS改性沥青混凝土组成，下面层采用6 cm中粒致密级沥青混凝土AC-20，基层为34 cm水泥稳定碎石，底基层为20 cm水泥稳定碎石或30 cm稳定土。

3 两种路面结构经济分析

1)初始成本。参考最近的公路建设材料价格及相关的机械成本，长寿命沥青路面结构设计造价比传统一般沥青路面结构设计的造价高234.1元/m2。

2)维护成本。传统一般沥青路面结构设计寿命为15年，假设在其运营期间，更换3次上层，中间层改变2次的总成本为52元/(m2·年);而长寿命沥青路面结构设计使用年限为30年，以更换5次磨耗层,更换3次抗剪切层,更换1次联结层，费用总计为44元/m2。

3)残值。从工程经济分析的角度来看，按照1/3的初期建设成本考虑，对传统一般沥青路面结构设计剩余价值的原设计是164元/m2，长寿命沥青路面结构设计为208元/m2。

4 结语

在本文中，通过传统一般沥青路面结构设计与长寿命沥青路面结构设计的技术和经济成本的比较得出结论如下：

1)这两种不同的设计方案，均可满足山西重、特重车道道路路面的技术要求。

2)经济成本方面,长寿命沥青路面结构设计更为省钱,通过数额相同的投资,传统一般沥青路面结构设计较长寿命沥青路面结构设计使用年限短。

[1] 石 宁,周福杰.长寿命沥青路面概述[J].国外公路,2000(1)：96-97.

[2] Asphalt Pavement Alliance.Perpetual pavements a synthe2sis[Z].Asphalt Pavement Alliance Order Number APA101 1/02,2002.

[3] JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].

[4] 谢 军,郭忠印.重载非均布荷载下沥青路面力学响应分析[J].长沙交通学院学报,2007,23(1)：162-163.

On analysis of long-life asphalt roadbed design on some road

MAN Guan-feng

(ShanxiTrafficPlanning,SurveyandDesignInstitute,Taiyuan030012,China)

The paper introduces the structural features of the long-life roadbed and its development, discusses the implementation technique of the long-life asphalt roadbed by combining with its design ideas and methods, as well as its economical indexes, and sums up the structural forms between traditional asphalt concrete roadbed and long-life asphalt roadbed and the relationship between cost and benefits.

long-life asphalt roadbed structure, design methods, economical index

1009-6825(2014)34-0157-02

2014-09-24

满冠峰(1980- )，男，工程师

U416.217

A